ジルコニア/合金製エンドクラウンとCAD/CAMマルチピースジルコニア製ポストクラウンの応力分布の比較：3次元有限要素解析による検討

Comparison of stress distribution between zirconia/alloy endocrown and CAD/CAM multi-piece zirconia post-crown: three-dimensional finite element analysis.

抄録

研究の目的:

本研究は、広範囲な歯冠欠損と限られた修復スペースを有する下顎第二大臼歯を修復するためのデジタルマルチピースジルコニアポストクラウンを評価し、ジルコニアまたは合金を用いたエンドクラウンとCAD/CAMマルチピースジルコニアポストクラウンの応力分布を比較することを目的とした。

OBJECTIVES: This study aimed to evaluate a digital multi-piece zirconia post-crown to restore a mandibular second molar with extensive coronal loss and limited restoration space, and to compare the stress distribution between endocrowns made of zirconia or alloy and CAD/CAM multi-piece zirconia post-crowns.

材料および方法:

広範な歯冠欠損と限られた修復スペースを有する下顎第二大臼歯の3次元有限要素解析モデルを以下のように4つ作成した．(A）無傷の臼歯部、（B）ジルコニアエンドクラウン修復臼歯部、（C）テーパーネイル付きマルチピースポストクラウン修復臼歯部、（D）T字型ネイル付きマルチピースポストクラウン修復臼歯部です。C型とD型は、材料の種類によって2つのサブグループに分けられた。C1/D1はジルコニア，C2/D2はNiCr合金である．最大修正フォンミーゼス破壊基準（mvM）応力を計算し，応力分布を記録して，修復物と材料の種類が象牙質と人工歯のバイオメカニクス特性に及ぼす影響を分析した．

MATERIAL AND METHODS: Four three-dimensional finite element analysis models of a mandibular second molar with extensive coronal loss and limited restoration space were created as follows: (A) intact molar; (B) zirconia endocrown restored molar; (C) multi-piece post-crown restored-molar with tapered nail; (D) multi-piece post-crown restored molar with T-shaped nail. Models C and D were divided into two subgroups according to the material type: C1/D1, zirconia; C2/D2, NiCr alloy. The maximum modified von Mises failure criterion (mvM) stresses were calculated, and the stress distribution was recorded to analyze the effects of the restoration and material types on the biomechanical properties of dentin and prosthesis.

結果:

象牙質の最大mvM応力は，垂直荷重ではB型（33.80MPa）がC型（C1, 37.81MPa, C2, 36.36MPa），D 型（D1, 36.34MPa, D2, 34.97MPa）に比べて低いが，斜め荷重では逆に低いと考えられた．最も高いmvM応力は根管内に位置するネイル領域に集中し，T型ネイルの値はテーパーネイルよりも大きかったが，T型ネイルを用いたモデルDはテーパーネイルを用いたモデルCと比較して象牙質におけるmvM応力レベルが低いことが示された．

RESULTS: The maximum mvM stress of dentin in model B (33.80 MPa) was lower compared with models C (C1, 37.81 MPa; C2, 36.36 MPa) and D (D1, 36.34 MPa; D2, 34.97 MPa) under vertical load, but the opposite was observed under oblique load. The highest mvM stress was concentrated in the nail region located in the root canal, and the T-shaped nail values were greater than the tapered nail, whereas model D with T-shaped nail showed a lower mvM stress level in dentin compared with Model C with tapered nail.

結論:

デジタルマルチピースジルコニアポストクラウンは，広範囲の歯冠欠損と限られた修復スペースを有する下顎第2大臼歯の修復に可能なアプローチである．

CONCLUSIONS: The digital multi-piece zirconia post-crown is a potential approach to restore mandibular second molars with extensive coronal loss and limited restoration space.

臨床的意義:

デジタルマルチピースジルコニアポストクラウンは、革新的なアプローチにより、広範囲な歯冠損失と限られた修復スペースを有する下顎第二大臼歯を修復する可能性を持っています。

CLINICAL RELEVANCE: The digital multi-piece zirconia post-crown has potential to restore mandibular second molars with extensive coronal loss and limited restoration space using an innovative approach.